建筑鋼結構的焊接難點以及改良措施探究

1、    建筑鋼結構的焊接難點以及改良措施探究    萬紅杰 王利剛 周靜 郭廣才 武義佳【摘要】隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，越來越多的鋼結構運用到了建筑當中來。盡管當前我國鋼結構焊接技術已經(jīng)取得了頗高的成就，在數(shù)量和技術上都有了很大的進步，但是在質量上仍然存在著許多的問題需要解決。只有徹底解決了這個難題，我國的鋼結構焊接水平才能得到真正的提高。本文對建筑鋼結構的特點以及焊接難點進行了分析，并提出了幾點控制焊接質量的措施，以資參考?！娟P鍵字】建筑鋼結構；焊接；質量控制一、現(xiàn)代建筑鋼結構特點及焊接難點1.鋼結構特點隨著建筑結構造型的日趨新穎，鋼結構體型也日益多樣，導

2、致犬跨度復雜空間形狀的鋼結構建筑不斷涌現(xiàn)以及管結構的不斷推廣，鋼結構構件形狀多變，節(jié)點構造復雜多樣且鋼板厚度加大；鋼結構材料由低碳鋼發(fā)展到高強合金鋼、鑄鋼等新型材料，近年來鋁合金材料也逐步應用到鋼結構網(wǎng)架。2.鋼結構焊接難點2.1減少焊縫截面積。在焊接施工過程中若出現(xiàn)凸出很高的焊縫，其多出的焊縫金屬并不能提高許可強度，反而增加了應力集中系數(shù)同時消弱了破口的綜合性能，因此在焊接施工中應采用u型刨邊以便形成u型破口以盡量減少焊縫金屬量；2.2多角度全方位高空焊接。鋼結構復雜的體型及繁瑣的節(jié)點位置和構造決定了現(xiàn)場焊接工作的操作點多、操作面廣、操作量大以及需進行多角度全方位和高空焊接施工的難點；應力大

3、，接頭處易產(chǎn)生質量缺陷。鋼結構施工中的節(jié)點復雜、板厚加大等導致焊縫密集甚至出現(xiàn)立體交叉最終導致焊接接頭剛性拘束大的后果，使焊縫不能自由收縮而導致雙向甚至三向產(chǎn)生應力，因此在很大程度上增加了焊接接頭產(chǎn)生裂紋和層狀撕裂的可能性。2.3錘擊法。錘擊法也是消除收縮力的方法一種，其本質是在焊縫上施加外力的方法將焊縫變薄變長來消除殘余應力，在錘擊過程中應堅持在一定層面溫度中錘擊、在一定頻率下錘擊、在一定力道下錘擊和焊道根部不錘、等材不錘、焊道表面不錘的。三點錘、三點不錘"的原則，合理布置焊縫。對焊縫進行合理布置避免焊縫間距離太近現(xiàn)象，當材料尺寸與零件長度尺寸不同應盡量減少或不做拼接焊縫的措施來減

4、少焊接應力集中和焊接變形。2.4逆向回焊法。若焊接的總進程為從左到右，則施焊過程中每個焊縫應從右到左，即分段側焊，以免由于在每道焊縫施焊后沿焊縫板內(nèi)側的熱量導致該處膨脹使兩側板向外分開，而當熱量在板內(nèi)側向外擴散后板外邊緣膨脹致使其重新合攏。2.5多層多道焊接。施工中應堅持焊縫數(shù)量愈少愈好的原則，并在每條焊縫內(nèi)尤其是在厚板焊接時采用多層多道焊接。2.6反變形法。采取在施焊前將需焊接構件刻意偏置的方法來有效利用收縮力，諸如將某些組合在焊接前裝偏，待焊接時其預偏量能夠恰好回到所需位置，或用機械方法產(chǎn)生反向力來將構件進行彎曲或預拱以抵消收縮力。2.7焊縫平衡。應盡量保證焊縫盡可能對稱，并要靠近中和軸施

5、焊，實現(xiàn)一個收縮力對另一個收縮力相互平衡以有效控制減少變形；2.8采用反力平衡收縮力。采用夾具產(chǎn)生的約束力或構件裝配為組件時的約束力以及構件在重力作用下產(chǎn)生的拱度等所產(chǎn)生的反力來平衡焊接過程中產(chǎn)生的收縮力。其中夾具法是將同等焊接件背靠背緊夾在一起后用夾具將其夾好，待其焊接完成并冷卻后將夾具松開。2.9焊接方式。鋼結構焊接過程中交流點焊機適用于普通剛才焊接，直流點焊機則適用于要求較高的鋼材焊接，埋弧焊和自動焊則適用于梁柱較長的對角或角焊縫，co氣體保護焊則適用于要求較高的薄鋼板結構焊接；二、建筑鋼結構的焊接質量控制的主要措施隨著我國建筑鋼結構技術的不斷發(fā)展，鋼種的應用也隨之增加，在材料的選擇上，

6、更趨向于高強度、大厚度的鋼材。鋼結構在外觀的上的張揚、個性的特點。在建筑鋼結構的焊接工程中，無論是安裝還是制作，焊接工作對工程的安全、質量都起到了舉足輕重的作用。在我國以鋼結構為代表的，國家體育場"鳥巢"鋼結構的焊接工程中，開發(fā)研究了焊接技術的針對性極強，將我國的建筑鋼結構迅速進入到了成熟期，使技術水平提升到了-個新的臺階。但結合工程的實際情況，根據(jù)對以上影響焊接質量的因素的分析，其控制鋼結構焊接的質量的主要措施有：1.搞好焊接前的基本準備工作搞好焊接施工質量的準備工作，是保證焊接工藝質量的一個重要措施。要搞好焊接前的基本準備工作，要確認做好以下幾點基本項目：準備好焊接施工

7、作業(yè)環(huán)境，搞好各種施工安全準備；搞好焊接加工拼裝準備，比如坡口的形狀與尺寸、錯邊、根部的間隙、定位焊、背面墊板的安裝狀態(tài)、引弧板的安裝狀態(tài)；搞好各種焊接施工所需的器具與材料準備；正式焊接之前，還要清理、預熱坡口表面，為焊接做好最后準備。2.做好施工人員從業(yè)資格的認證"人"主要是指操作者及檢驗、試驗者。按照iso9001質量體系相關條款要求，首先，對焊接人員、無損檢測人員的資格及能力進行鑒定，包括檢查資格證書是否有效，檢查資格證書所注明的允許操作范圍，是否與目前即將開始的工程要求相一致，如焊接母材、焊接方法、焊接位置是否與焊工合格證所注明的相一致；其次，進行必要的技術培訓。例

8、如，為確保施工質量，參加本次焊接施工的焊工全部按照jgj81-91建筑鋼結構焊接規(guī)程第八章"焊工考試"的規(guī)定，進行了考試并取得合格證，才進入現(xiàn)場進行焊接。3.施工工藝熔焊栓釘焊接施工工藝流程見圖1示。正式焊接前應試焊1個焊釘（用榔頭敲擊使釘彎曲大約30°，無肉眼可見裂紋后方可開始正式焊接。否則應修改施工工藝）。每天焊接完，都要從每根梁上選擇兩個栓釘用榔頭敲彎約30°，無肉眼可見裂紋方可繼續(xù)焊接（否則應修改施工工藝）。如果有不向應從焊縫不飽滿的一側進行）。4.焊后檢查4.1 焊縫外觀檢查在無損檢測之前進行焊縫外觀檢測，避免焊縫表面出現(xiàn)嚴重的質量問題。焊縫的

9、檢查應包括接頭的表面是否均平、焊縫尺寸是否存在偏差。外觀是否清潔整齊，表面是否存在裂紋等缺陷，防止熔渣等飛濺物損壞焊縫的質量，科學合理的進行檢查。4.2焊縫內(nèi)部質量的檢驗檢測方法的選擇上，應根據(jù)不同焊縫質量要求等級及檢驗標準，選擇為射線、超聲波、磁粉（表面裂紋）、滲透（非鐵性表面缺陷）。做好焊縫內(nèi)部質量的檢驗是保證焊接質量的關鍵，因此需要選擇恰當?shù)臋z驗方法。無損檢測采用的方法和檢測比例應需要按照設計要求規(guī)定，并且應符合有關施工規(guī)范。抽檢的焊口應在監(jiān)理人員在現(xiàn)場的情況下選定，并記下焊口的編號。無損檢測結束后，施工單位焊口圖上準確標明編號、材質、規(guī)格、焊口位置、焊工代號、無損檢測位置、無損檢測方法。檢驗人員應及時對無損檢測報告以及射線底片進行檢查。如有些焊縫需要返工，在返工的時候也必須按照返修標準，嚴格執(zhí)行返修的要求。同時，需要工作人員對返工的過程做好施工記錄，及時審查擴深的射線底片報告，在焊口圖上準確標記好返修的擴深部位。三、結語總而言之，焊接質量的好壞直接決定了一個鋼結構工程質量的好壞。我們必須從前期就要合理組織，選出優(yōu)秀的施工方案。而施工企業(yè)在施工前首先要確認的就是剛才的質量是否